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Rustとコルーチンと非同期I/O

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Rustとコルーチンと非同期I/O

by kubo39
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歴史

  • 昔はスケジューラ実装にsegment stackを使っていた(libgreenを同梱)
  • 1.0なる前にやめた
  • libgreenをライブラリとして分離 (しかしメンテされず...)

ライブラリ

libgreen以降に実装がいくつか

  • context-rs/coroutine-rs
  • libfringe

context-rs/coroutine-rs

  • どちらもzonyitooさんが書かれたもの
  • Boost.{Context,Coroutine}の移植

libfringe

  • パフォーマンスがよいらしい
    • なんでかよくわからん、、XMMあたりも保存レジスタ指定入っとるし...
    • 分岐予測ミス回避のために ret でなく jmp+pop にしてるとかはあった
  • primitiveなcontext-rs相当とGeneratorのようないいかんじのやつ

libfringe (Cont.)

  • Generatorの実装 (READMEのやつ)
extern crate fringe;

use fringe::{OsStack, Generator};

fn main() {
  let stack = OsStack::new(1 << 16).unwrap();
  let mut gen = Generator::new(stack, move |yielder, ()| {
    for i in 1..4 { yielder.suspend(i) }
  });

  println!("{:?}", gen.resume(())); // Some(1)
  println!("{:?}", gen.resume(())); // Some(2)
  println!("{:?}", gen.resume(())); // Some(3)
  println!("{:?}", gen.resume(())); // None
}

コルーチン使いどころ

  • よくあるのが非同期I/Oと合わせて使う
  • オリジナルはRuss Coxのlibtask?
    • もっと前からありそう

非同期I/O

  • high performaceなサーバを書くのに必須
  • コルーチンでI/O待ちを減らしたい
    • EWOULDBLOCK/EAGAINでスレッドを切り替え

Rustと非同期I/O

  • mio(epoll/kqueueとかの薄い抽象化レイヤ)がデファクト
  • 最近mioの上にtokio-rs/futuresなどなんかイケてるやつがのってる

mioco (mio + coroutine-rs)

  • 一番star多いしたぶんなんかすごい, zmq-rsとかで使われてる

coio-rs (mio + coroutine-rs)

  • 内部のスケジューラにChase-Lev's deque使ってる, flowggerというfluentd-likeなやつで使われてる

miocoを例に

mioco::start(|| -> io::Result<()> {
        let listener = try!(TcpListener::bind(&addr));
        loop {
            let mut conn = try!(listener.accept());
            mioco::spawn(move || -> io::Result<()> {
                let mut buf = [0u8; 1024 * 16];
                loop {
                    let size = try!(conn.read(&mut buf));
                    if size == 0 {/* eof */ break; }
                    let _ = try!(conn.write_all(&mut buf[0..size]));
                }
                Ok(())
            });
        }
    }).unwrap().unwrap();

mioco (Cont.)

  • mioco::spawnで軽量スレッド生成からスケジューラ登録まで
  • パッと見はブロックしそうだけどうまく動くらしい
  • 複数OSスレッドの例もexampleにあった(各OSスレッドがacceptorを持つ形)
    • Rustなのでマルチスレッド拡張も容易?
    • スレッドごとにeventloopもつっぽい

まとめ (まとまっていない)

  • 非同期I/O+コルーチンなライブラリがぽつぽつ出てきた
  • high performaceな鯖書くための部品が揃ってきた感ある
  • 使っていきたみが高まっている
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